論文の概要: Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.14586v1
• Date: Sat, 26 Nov 2022 15:04:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-17 18:20:50.706955
• Title: Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model
• Title（参考訳）: 多状態ランダウ・ツェナー模型における過渡力学の量子エミュレーション
• Authors: Alexander Stehli, Jan David Brehm, Tim Wolz, Andre Schneider, Hannes Rotzinger, Martin Weides, and Alexey V. Ustinov
• Abstract要約: 本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。 我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.591267188664666
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum simulation is one of the most promising near term applications of quantum computing. Especially, systems with a large Hilbert space are hard to solve for classical computers and thus ideal targets for a simulation with quantum hardware. In this work, we study experimentally the transient dynamics in the multistate Landau-Zener model as a function of the Landau-Zener velocity. The underlying Hamiltonian is emulated by superconducting quantum circuit, where a tunable transmon qubit is coupled to a bosonic mode ensemble comprising four lumped element microwave resonators. We investigate the model for different initial states: Due to our circuit design, we are not limited to merely exciting the qubit, but can also pump the harmonic modes via a dedicated drive line. Here, the nature of the transient dynamics depends on the average photon number in the excited resonator. The greater effective coupling strength between qubit and higher Fock states results in a quasi-adiabatic transition, where coherent quantum oscillations are suppressed without the introduction of additional loss channels. Our experiments pave the way for more complex simulations with qubits coupled to an engineered bosonic mode spectrum.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションは、量子コンピューティングの近い将来の最も有望な応用の1つである。 特に、ヒルベルト空間が広いシステムは古典的コンピュータでは解決が難しいため、量子ハードウェアを用いたシミュレーションの理想的なターゲットとなる。 本研究では,ランドウ・ツェナー速度の関数として,多状態ランドウ・ツェナー模型の過渡ダイナミクスを実験的に検討する。 基礎となるハミルトニアンは超伝導量子回路によってエミュレートされ、波長可変トランスモン量子ビットは4つの集中型マイクロ波共振器からなるボソニックモードアンサンブルに結合される。 回路設計のため、我々は単に量子ビットをエキサイティングするだけでなく、専用のドライブラインを介してハーモニックモードを励起することもできます。 ここでは、過渡ダイナミクスの性質は励起共振器の平均光子数に依存する。 量子ビット状態と高フォック状態の間のより効果的な結合強度は、余分な損失チャネルを導入することなくコヒーレント量子振動が抑制される準断熱遷移をもたらす。 我々の実験は、量子ビットと工学的ボソニックモードスペクトルを結合したより複雑なシミュレーションへの道を開いた。

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